專利名稱：位同步電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及位同步電路，更詳細(xì)地說(shuō)涉及適用于把從傳輸線路接收的高速突發(fā)數(shù)據(jù)信號(hào)變換成與裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘同步的數(shù)據(jù)信號(hào)的位同步電路。
背景技術(shù)：
作為對(duì)從多個(gè)終端發(fā)送來(lái)的突發(fā)信號(hào)進(jìn)行中繼的傳輸系統(tǒng)，有無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)PON(Passive Optical Network)系統(tǒng)。PON系統(tǒng)如圖2所示，是這樣結(jié)構(gòu)的光傳輸系統(tǒng)，即利用光耦合器(星形耦合器)12把收容在局側(cè)裝置(OLT光線路終端)1A內(nèi)的光纖11(11-1～11-m)分支成多個(gè)支線光纖13(13-1～13-n)，把用戶連接裝置(ONU光網(wǎng)絡(luò)單元)10(10-1～10-n)連接到各支線光纖13上。
在各用戶連接裝置10上連接未圖示的用戶終端，從各用戶終端來(lái)的發(fā)送數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)局側(cè)裝置1A傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)14。網(wǎng)絡(luò)14既可以是連接了終端裝置訪問(wèn)的各種服務(wù)器的因特網(wǎng)，也可以是在多個(gè)局側(cè)裝置(1A、1B……)之間進(jìn)行連接的中繼網(wǎng)。若采用PON，則多個(gè)用戶可以共用光纖傳輸線路11，再者，作為從光纖傳輸線路11向支線光纖13的分支裝置，可以使用成本低、維修方便的星形耦合器202，所以，能夠提供經(jīng)濟(jì)的FTTH(Fiber to the Home光纖入戶)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)。
PON中，例如有用ATM單元方式來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的B-PON(BroadbandPON，寬帶無(wú)源網(wǎng)絡(luò))、能進(jìn)行千兆位級(jí)的高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腉-PON(Gigabit，千兆位PON)、以及適合于以太網(wǎng)(注冊(cè)商標(biāo)名稱)服務(wù)的GE-PON(Giga-Ethernet PON，千兆以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò))。
在PON系統(tǒng)中，由各用戶連接裝置10向支線光纖13發(fā)送的數(shù)據(jù)(上行數(shù)據(jù)幀)在光纖11上進(jìn)行時(shí)分多路轉(zhuǎn)換。上行數(shù)據(jù)幀200如圖3所示，由前導(dǎo)210和負(fù)載220構(gòu)成，在負(fù)載220中包含從各用戶終端發(fā)送的數(shù)據(jù)包。
為了避免從多個(gè)用戶連接裝置中發(fā)送的數(shù)據(jù)包在光纖11中發(fā)生沖突，各用戶連接裝置10在由局側(cè)裝置1A指定的時(shí)間帶發(fā)送上行數(shù)據(jù)幀200。這樣一來(lái)，在光纖11上，多個(gè)上行數(shù)據(jù)幀在幀間或者具有無(wú)信號(hào)區(qū)間(間隔時(shí)間)的狀態(tài)下進(jìn)行時(shí)分多路轉(zhuǎn)換，作為突發(fā)數(shù)據(jù)輸入到局側(cè)裝置1A內(nèi)。
另一方面，從局側(cè)裝置1A向用戶連接裝置10-1～10-n的數(shù)據(jù)傳輸，是利用多址呼叫方式進(jìn)行的。在局側(cè)裝置1A向光纖11-1發(fā)送的下行數(shù)據(jù)幀內(nèi)，目的地地址不同的多個(gè)數(shù)據(jù)包，連續(xù)地進(jìn)行排列，在包間不設(shè)置無(wú)信號(hào)區(qū)間。下行數(shù)據(jù)幀利用光耦合器分支成為多個(gè)支線光纖13-1～13-n，各用戶連接裝置10對(duì)包含在接收幀內(nèi)的包的目的地址進(jìn)行判斷，有選擇地僅取得以本地局為目的地的包，將其傳輸給用戶終端。
下行數(shù)據(jù)幀按照與局側(cè)裝置1A的內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)鐘相同步的頻率fo或者頻率fo的倍增頻率進(jìn)行發(fā)送。各用戶連接裝置10從下行幀中抽取基本時(shí)鐘，按照與裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘同步的頻率fo來(lái)發(fā)送各自的上行方向的數(shù)據(jù)幀。也就是說(shuō)，局側(cè)裝置1A接收的上行突發(fā)數(shù)據(jù)的頻率與局側(cè)裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘相同步。
然而，在PON系統(tǒng)中，從光耦合器12中分支的支線光纖13-1～13-n的長(zhǎng)度有差異，所以上行數(shù)據(jù)幀(突發(fā)數(shù)據(jù))，是在上述的裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘的相位差對(duì)每個(gè)用戶連接裝置各不相同的狀態(tài)下，到達(dá)局側(cè)裝置1A。所以，局側(cè)裝置1A在對(duì)從光纖11接收的突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行光/電變換之后，必須對(duì)每個(gè)突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行位同步。
圖4表示輸入到局側(cè)裝置1A的位同步電路(定時(shí)抽出電路)內(nèi)的突發(fā)數(shù)據(jù)的模型。各突發(fā)數(shù)據(jù)也像圖3說(shuō)明的那樣，在負(fù)載220之前，具有例如由“1”、“0”交變位串構(gòu)成的前導(dǎo)210。在局側(cè)裝置1A，在接收上述前導(dǎo)210期間內(nèi)，必須建立每個(gè)突發(fā)數(shù)據(jù)的位同步。對(duì)用戶連接裝置有效的數(shù)據(jù)是負(fù)載220，為了提高PON區(qū)間的傳輸效率，希望盡可能縮短前導(dǎo)210。
并且，由纖維傳輸?shù)母魍话l(fā)數(shù)據(jù)信號(hào)衰減量，隨突發(fā)數(shù)據(jù)通過(guò)的光纖長(zhǎng)度不同而異，所以，在局側(cè)裝置1A中，在位同步電路(定時(shí)抽取電路)的前級(jí)，對(duì)每個(gè)突發(fā)數(shù)據(jù)檢測(cè)輸入信號(hào)電平，需要對(duì)識(shí)別輸入信號(hào)的高低用的閾值Th自動(dòng)進(jìn)行切換的ATC(Automatic ThresholdControl自動(dòng)閾值控制)功能。一般，在ATC中，為了通過(guò)輸入信號(hào)的峰值電平檢測(cè)來(lái)決定閾值Th，已知的方法是在突發(fā)數(shù)據(jù)上重疊尖峰噪聲等噪聲成分的情況下，把閾值Th設(shè)定為高于理想值的較高值，結(jié)果，如W(L)、W(H)所示，位同步電路的輸入信號(hào)中發(fā)生脈沖寬度失真。
在具有千兆位級(jí)的傳輸容量的G-PON中，對(duì)各用戶連接裝置10容許可變長(zhǎng)突發(fā)數(shù)據(jù)的發(fā)送，所以，在局側(cè)裝置1A的位同步電路中有可能輸入例如約125μs的長(zhǎng)突發(fā)數(shù)據(jù)。若突發(fā)數(shù)據(jù)變長(zhǎng)，則必須考慮突發(fā)數(shù)據(jù)接收期間內(nèi)的信號(hào)跳動(dòng)(jitter)、飄逸所引起的相位變動(dòng)、以及內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)鐘和接收突發(fā)數(shù)據(jù)的頻率非同步所引起的相位變動(dòng)的發(fā)生。所以，在可變長(zhǎng)突發(fā)數(shù)據(jù)用的PON系統(tǒng)中，需要一種除了前導(dǎo)區(qū)間的初始相位的決定功能外，對(duì)在負(fù)載區(qū)間發(fā)生的相位變動(dòng)也能夠跟蹤的位同步電路。
為了解決上述問(wèn)題，例如在日本特開(kāi)2005-012305號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中如圖5所示，提出了這樣一種最佳相位數(shù)據(jù)選擇方式的位同步電路，即其包括多相數(shù)據(jù)取樣部50，把接收突發(fā)數(shù)據(jù)變換成n相的數(shù)據(jù)串；相位判斷部51，發(fā)生表示最佳相位數(shù)據(jù)串的控制信號(hào)；輸出數(shù)據(jù)選擇部55，有選擇地使n相數(shù)據(jù)串中的、上述控制信號(hào)所表示的最佳相位數(shù)據(jù)串通過(guò)；缺漏補(bǔ)充數(shù)據(jù)供給部56，補(bǔ)充在最佳相位數(shù)據(jù)切換時(shí)缺漏的數(shù)據(jù)；以及輸出數(shù)據(jù)同步化部60，把上述最佳相位數(shù)據(jù)串變換成與上述基準(zhǔn)時(shí)鐘相同步的數(shù)據(jù)串；其中，相位判斷部51在同一突發(fā)數(shù)據(jù)的接收期間中反復(fù)進(jìn)行最佳相位數(shù)據(jù)串的檢測(cè)動(dòng)作，當(dāng)最佳相位變動(dòng)時(shí)，上述輸出數(shù)據(jù)選擇部55動(dòng)態(tài)地切換供給到上述輸出數(shù)據(jù)同步化部60的最佳相位數(shù)據(jù)串。
在此，多相數(shù)據(jù)取樣部50，例如利用對(duì)基準(zhǔn)時(shí)鐘CL進(jìn)行延遲而生成的n相的時(shí)鐘來(lái)閂鎖接收信號(hào)，使被閂鎖的n相的信號(hào)與基準(zhǔn)時(shí)鐘CL同步地讀取，這樣生成n相數(shù)據(jù)串。相位判斷部51，根據(jù)從接收信號(hào)的變化點(diǎn)中識(shí)別出的最佳相位、以及由屏蔽信號(hào)生成部54發(fā)生的屏蔽信號(hào)M，發(fā)生切換控制信號(hào)Sc和數(shù)據(jù)串校正信號(hào)SP。切換控制信號(hào)Sc被提供到輸出數(shù)據(jù)選擇部55，數(shù)據(jù)串校正信號(hào)SP被提供到輸出數(shù)據(jù)同步化部60的數(shù)據(jù)傳輸控制部58。輸出數(shù)據(jù)選擇部55從由多相數(shù)據(jù)取樣部50輸出的n相數(shù)據(jù)串中，根據(jù)上述切換控制信號(hào)Sc來(lái)選擇最佳相位數(shù)據(jù)串D1，供給到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部57。
相位判斷部51，例如日本特開(kāi)平9-36849號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)所述，由于進(jìn)行檢測(cè)脈沖上升沿和下降沿的雙沿檢測(cè)，所以，即使在產(chǎn)生了脈沖寬度失真的情況下，也能夠從n相數(shù)據(jù)中選擇出相對(duì)于裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘、在脈沖上升沿和下降沿的兩個(gè)沿相位余量最大的數(shù)據(jù)串。在上述專利文獻(xiàn)1中，在整個(gè)接收突發(fā)數(shù)據(jù)的范圍內(nèi)進(jìn)行變化點(diǎn)檢測(cè)和相位判斷，在跨越時(shí)鐘周期的數(shù)據(jù)切換時(shí)所發(fā)生的數(shù)據(jù)缺漏和重復(fù)，由缺漏補(bǔ)充數(shù)據(jù)供給部56和數(shù)據(jù)傳輸控制部58進(jìn)行補(bǔ)償。
然而，在上述專利文獻(xiàn)1所述的位同步電路中，在完全不能預(yù)測(cè)信號(hào)相位的狀態(tài)下開(kāi)始的突發(fā)數(shù)據(jù)接收初期的牽入同步功能、和在確定了初期相位之后發(fā)生的比較緩和的對(duì)相位變動(dòng)的跟蹤功能，，所以出現(xiàn)了以下問(wèn)題。
也就是說(shuō)，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，為了快速進(jìn)行相位不明的接收突發(fā)數(shù)據(jù)的牽入同步，由相位判定部51通過(guò)雙沿檢測(cè)來(lái)確定最佳相位數(shù)據(jù)串，將其結(jié)果提供給輸出數(shù)據(jù)選擇部55，并動(dòng)態(tài)(離散)地切換多相數(shù)據(jù)。然而，對(duì)于確定了初期相位后進(jìn)行的相位跟蹤動(dòng)作來(lái)說(shuō)，根據(jù)最佳相位數(shù)據(jù)的判定結(jié)果將輸出數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)地切換到其它相位的數(shù)據(jù)串上，這脫離本來(lái)的動(dòng)作目的。也就是說(shuō)，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，例如，即使由于噪聲等而使相位判斷部51中的最佳相位數(shù)據(jù)串的判斷發(fā)生錯(cuò)誤的情況下，也能夠在輸出數(shù)據(jù)選擇部55中瞬間進(jìn)行從當(dāng)前相位到相隔多個(gè)相的其它相的數(shù)據(jù)串的切換，其結(jié)果，輸出數(shù)據(jù)失去連續(xù)性，必須設(shè)法對(duì)數(shù)據(jù)的缺漏和重復(fù)進(jìn)行補(bǔ)償。
并且，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，在輸入的各突發(fā)數(shù)據(jù)的全區(qū)間，對(duì)相位判定部51的雙沿檢測(cè)電路和最佳相位運(yùn)算電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所以，在這些電路部始終產(chǎn)生電力消耗。與脈沖寬度失真相對(duì)應(yīng)的最佳相位運(yùn)算在前導(dǎo)的接收期間已結(jié)束，所以，即使在“0”、“1”交替位未被保證的負(fù)載的接收期間，根據(jù)雙沿檢測(cè)來(lái)進(jìn)行最佳相位運(yùn)算是沒(méi)有意義的，結(jié)果在相位判斷部51中浪費(fèi)了電力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供適合于可變長(zhǎng)度突發(fā)數(shù)據(jù)的接收、且功耗小的位同步電路。
本發(fā)明的另一目的是，提供輸出數(shù)據(jù)的連續(xù)性不會(huì)受損失、且能夠在負(fù)載接收期間內(nèi)跟蹤相位的位同步電路。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的位同步電路具有初期相位決定部，在位于突發(fā)數(shù)據(jù)先頭部的前導(dǎo)接收期間內(nèi)，從具有與裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘同一頻率的多相時(shí)鐘中，高速地決定與接收突發(fā)數(shù)據(jù)相同步的相位的時(shí)鐘；以及相位跟蹤部，把由初期相位決定部決定的同步相位時(shí)鐘作為初期相位，在突發(fā)數(shù)據(jù)的負(fù)載接收期間內(nèi)，使同步相位時(shí)鐘跟蹤接收數(shù)據(jù)的相位變化。利用與上述同步相位時(shí)鐘具有規(guī)定的相位關(guān)系的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘，對(duì)突發(fā)數(shù)據(jù)的負(fù)載進(jìn)行再定時(shí)，作為與裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘同步的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。
更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明的位同步電路包括多相時(shí)鐘生成部，按照與上述裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘相同的周期來(lái)生成相位互不相同的多相時(shí)鐘；初期相位決定部，在突發(fā)數(shù)據(jù)的前導(dǎo)接收期間內(nèi)，使用上述多相時(shí)鐘來(lái)檢測(cè)接收信號(hào)的變化點(diǎn)，輸出包含與變化點(diǎn)同步的時(shí)鐘的相位編號(hào)的初期相位信息；時(shí)鐘切換部，把數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘和相位檢測(cè)時(shí)鐘切換為最佳相位的時(shí)鐘；相位跟蹤部，在突發(fā)數(shù)據(jù)的負(fù)載接收期間內(nèi)，根據(jù)上述數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘把接收數(shù)據(jù)變換成再定時(shí)數(shù)據(jù)，并且，以上述相位檢測(cè)時(shí)鐘作為基準(zhǔn)，判斷接收數(shù)據(jù)的信號(hào)變化點(diǎn)的相位超前/相位滯后，輸出與判斷結(jié)果相對(duì)應(yīng)的相位補(bǔ)償信號(hào)；以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，暫時(shí)存儲(chǔ)從上述相位跟蹤部輸出的再定時(shí)數(shù)據(jù)，作為與上述裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘同步的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出；上述時(shí)鐘切換部根據(jù)從上述初期相位決定部輸出的初期相位信息，從上述多相時(shí)鐘中選擇應(yīng)供給上述相位跟蹤部的最初的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘和相位檢測(cè)時(shí)鐘，然后，根據(jù)從上述相位跟蹤部輸出的相位校正信號(hào)，把應(yīng)供給上述相位跟蹤部的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘和相位檢測(cè)時(shí)鐘切換為最佳相位的時(shí)鐘。
若采用本發(fā)明的一實(shí)施方式，則上述時(shí)鐘切換部包括指針部，根據(jù)從上述初期相位決定部輸出的初期相位信息、和從上述相位跟蹤部輸出的相位校正信號(hào)，生成時(shí)鐘選擇控制信號(hào)；以及時(shí)鐘選擇部，根據(jù)上述時(shí)鐘選擇控制信號(hào)，從由上述多相時(shí)鐘生成部生成的多相時(shí)鐘中，選擇應(yīng)供給上述相位跟蹤部的最佳的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘和相位檢測(cè)時(shí)鐘。
若采用本發(fā)明的一實(shí)施方式，則上述相位跟蹤部包括接收數(shù)據(jù)再定時(shí)部，根據(jù)上述數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘，把接收數(shù)據(jù)變換成再定時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出；相位比較部，以相位檢測(cè)時(shí)鐘為基準(zhǔn)，判斷接收數(shù)據(jù)的信號(hào)變化點(diǎn)的相位超前/相位滯后，并輸出判斷結(jié)果；以及多數(shù)邏輯判斷部，在每個(gè)規(guī)定期間對(duì)從上述相位比較部輸出的判斷結(jié)果進(jìn)行多數(shù)邏輯判斷，發(fā)生用于對(duì)上述相位檢測(cè)時(shí)鐘進(jìn)行最優(yōu)化的相位補(bǔ)償信號(hào)。
若采用本發(fā)明的一實(shí)施方式，則上述初期相位決定部包括數(shù)據(jù)取樣部，利用由上述多相時(shí)鐘生成部生成的多相時(shí)鐘，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行取樣，將取樣結(jié)果作為相位被重排的多相數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出；邊緣檢測(cè)部，根據(jù)從上述數(shù)據(jù)取樣部輸出的多相數(shù)據(jù)，檢測(cè)出接收信號(hào)的變化點(diǎn)，輸出與信號(hào)變化點(diǎn)同步的時(shí)鐘的相位編號(hào)；最佳相位判斷部，根據(jù)從上述邊緣檢測(cè)部輸出的相位編號(hào)，按照規(guī)定周期來(lái)決定接收信號(hào)的變化點(diǎn)同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)、和最佳的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)；以及最佳相位平均化部，分別在每個(gè)規(guī)定周期，對(duì)從上述最佳相位判斷部輸出的同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)和最佳的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)進(jìn)行平均化，并作為上述初期相位信息進(jìn)行輸出。
在本發(fā)明的位同步電路中，利用同步模式切換信號(hào)對(duì)上述初期相位決定部的工作期間和相位跟蹤部的工作期間進(jìn)行切換，這樣能夠減小消耗功率。
在把本發(fā)明的位同步電路適用于PON系統(tǒng)的局側(cè)裝置所具有的各線路接口的情況下，上述同步模式切換信號(hào)能夠從各線路接口的控制部提供。在此情況下，控制部可以利用同步模式切換信號(hào)，在從用戶連接裝置接收突發(fā)數(shù)據(jù)之前起動(dòng)上述初期相位決定部，然后，按照接收預(yù)計(jì)的最佳相位的突發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)的前導(dǎo)結(jié)束定時(shí)，停止上述初期相位決定部，并起動(dòng)上述相位跟蹤部。
本發(fā)明的位同步電路具有初期相位決定部，其在突發(fā)數(shù)據(jù)的開(kāi)端接收期間內(nèi)，高速地決定同步相位時(shí)鐘；以及相位跟蹤部，在突發(fā)數(shù)據(jù)的負(fù)載接收期間內(nèi)，使同步相位時(shí)鐘跟蹤接收數(shù)據(jù)的相位變動(dòng)，利用多相時(shí)鐘選擇方式來(lái)對(duì)接收突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行再定時(shí)，所以，能夠提供不受脈沖串長(zhǎng)度影響的、能夠保證輸出數(shù)據(jù)連續(xù)性的、消耗功率小的位同步電路。


圖1是表示本發(fā)明的位同步電路的一實(shí)施方式的框圖。
圖2是表示采用了PON系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一例的圖。
圖3是表示輸入到位同步電路的突發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是表示輸入到位同步電路的突發(fā)數(shù)據(jù)模型的圖。
圖5是表示位同步電路的現(xiàn)有例的框圖。
圖6是表示采用本發(fā)明的位同步電路23的PON局側(cè)裝置的用戶線接口的一實(shí)施例的框圖。
圖7是表示適用于本發(fā)明的位同步電路的多相時(shí)鐘和接收數(shù)據(jù)信號(hào)之間關(guān)系的信號(hào)波形圖。
圖8是概要表示本發(fā)明的位同步電路的動(dòng)作的圖。
圖9是表示利用同步模式切換信號(hào)MODE的位同步電路的同步模式切換定時(shí)的圖。
圖10是表示利用圖1所示的邊緣檢測(cè)部112的同步相位檢測(cè)結(jié)果和最佳相位判斷部113的輸出之間關(guān)系的圖。
圖11是表示圖1所示的指針部103的一實(shí)施例的框圖。
圖12是表示輸入突發(fā)數(shù)據(jù)的波形和從圖1所示的相位比較部121輸出的相位判斷結(jié)果之間關(guān)系的圖。
圖13是表示相位比較部121中的相位超前/相位滯后判斷邏輯的一例的圖。
圖14是表示圖1所示的多數(shù)邏輯判斷部122的一實(shí)施例的框圖。
具體實(shí)施例方式
圖6是表示局側(cè)裝置1A所具有的用戶線接口的一實(shí)施例。用戶線接口具有光發(fā)送接收部21，其連接在光纖11-i上；光電變換部22，用于把在光發(fā)送接收部21接收的上行方向的光信號(hào)變換成電信號(hào)；位同步電路23，其連接在光電變換部22上；串并行變換部24，用于把從位同步電路23串行輸出的位信號(hào)變換成規(guī)定位單位的并行數(shù)據(jù)；上行幀終端部25，其識(shí)別串并行變換部24的輸出數(shù)據(jù)而進(jìn)行上行方向幀的終端處理，把包含在上行方向幀中的用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到上行數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器26；以及裝置內(nèi)接口27，其按照裝置內(nèi)的傳輸速度來(lái)讀取上行數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器26的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，將其傳輸?shù)缴蠈咏K端部40。
上層終端部40例如通過(guò)未圖示的開(kāi)關(guān)部和網(wǎng)絡(luò)接口連接在網(wǎng)絡(luò)14上。并且，上行幀終端部25例如從上行幀中抽取表示各用戶側(cè)裝置的發(fā)送數(shù)據(jù)存儲(chǔ)狀況的通知信息(排隊(duì)信息)，傳輸?shù)娇刂撇?8?？刂撇?8根據(jù)由管理人員預(yù)先指定的頻帶設(shè)定信息和從上行幀終端部25通知的排隊(duì)信息，計(jì)算出應(yīng)分配給各用戶側(cè)裝置的上行傳輸方向的頻帶和發(fā)送時(shí)間，周期性地更新頻帶管理表29的內(nèi)容。
從上層終端部40提供給到裝置內(nèi)接口27的下行方向的用戶數(shù)據(jù)，從裝置內(nèi)接口27輸入到下行數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器30，暫時(shí)存儲(chǔ)后，由下行幀生成部31讀取。下行幀生成部31對(duì)從下行數(shù)據(jù)緩沖存儲(chǔ)器30中讀取的用戶數(shù)據(jù)組賦予監(jiān)視控制數(shù)據(jù)，生成下行傳輸方向幀，輸出到電光變換部32。被變換成光信號(hào)的下行傳輸方向幀經(jīng)過(guò)光發(fā)送接收部21而輸出到光纖11-i。
位同步電路23如圖1所述，根據(jù)在基準(zhǔn)時(shí)鐘發(fā)生器20發(fā)生的頻率fo的裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘CL和從控制部28供給的同步模式切換信號(hào)MODE，進(jìn)行對(duì)接收突發(fā)數(shù)據(jù)的牽入同步和相位跟蹤動(dòng)作。而且，在此，把基準(zhǔn)時(shí)鐘發(fā)生器20作為用戶線接口的一個(gè)要素進(jìn)行了圖示，但是基準(zhǔn)時(shí)鐘發(fā)生器20也可以是局側(cè)裝置1A具有的多個(gè)用戶線接口所共用的。
圖7是表示適用于本發(fā)明的位同步電路23的多相時(shí)鐘和接收數(shù)據(jù)信號(hào)之間關(guān)系的信號(hào)波形圖。
在本發(fā)明的位同步電路23中，從基準(zhǔn)時(shí)鐘發(fā)生器20供給的頻率fo的裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘中，例如φ0～φ15所示地生成n相(在此n＝16)的時(shí)鐘，利用這些時(shí)鐘來(lái)對(duì)從光電變換部22供給的接收數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行取樣。例如，在各時(shí)鐘的上升沿對(duì)接收數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行閂鎖(取樣)，從而生成16相的數(shù)據(jù)串。把這些數(shù)據(jù)串變換成與時(shí)鐘φ15的相位同步的數(shù)據(jù)串，取得鄰接的數(shù)據(jù)串的異或，就可以檢測(cè)出與接收數(shù)據(jù)的變化點(diǎn)同步的時(shí)鐘(邊緣檢測(cè))。
在圖示的例中，如虛線E1所示，在利用時(shí)鐘φ1生成的數(shù)據(jù)串表示狀態(tài)“0”時(shí)，利用φ2以后的時(shí)鐘生成的數(shù)據(jù)串為狀態(tài)“1”。所以，用n相的時(shí)鐘取樣的n相的數(shù)據(jù)串，與第n-1相的時(shí)鐘同步輸出，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行比較，即可檢測(cè)出時(shí)鐘φ2與接收數(shù)據(jù)信號(hào)的上升邊緣同步。并且，如虛線E2所示，在利用時(shí)鐘φ0、φ1生成的數(shù)據(jù)串為狀態(tài)“1”時(shí)，利用φ2以后的時(shí)鐘生成的數(shù)據(jù)串為狀態(tài)“0”，由此可以判斷出，時(shí)鐘φ2也與接收數(shù)據(jù)的下降邊緣同步。在此情況下，利用與時(shí)鐘φ2相差n/2相位的時(shí)鐘φ10的上升沿來(lái)對(duì)接收數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行閂鎖，這樣能夠正確地識(shí)別接收數(shù)據(jù)的“1”、“0”狀態(tài)。
在以下的說(shuō)明中，如時(shí)鐘φ2所示，把與接收數(shù)據(jù)信號(hào)的邊緣同步的時(shí)鐘稱為同步相位時(shí)鐘；如時(shí)鐘φ10所示，把最適于取得接收數(shù)據(jù)信號(hào)的相位的時(shí)鐘稱為數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘。
圖8是概要表示本發(fā)明的位同步電路23的動(dòng)作的圖。
如后面參照?qǐng)D1詳細(xì)說(shuō)明的那樣，本發(fā)明的位同步電路23具有初期相位決定部和相位跟蹤部。初期相位決定部在突發(fā)數(shù)據(jù)的前導(dǎo)期間動(dòng)作，決定同步相位時(shí)鐘和最佳的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘。另一方面，相位跟蹤部在突發(fā)數(shù)據(jù)的負(fù)載期間動(dòng)作。相位跟蹤部原理上是根據(jù)由初期相位決定部決定的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘，開(kāi)始接收突發(fā)數(shù)據(jù)的再定時(shí)，把由上述初期相位決定部決定的同步相位時(shí)鐘作為初期值，跟蹤接收突發(fā)數(shù)據(jù)的相位變動(dòng)，對(duì)數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位進(jìn)行優(yōu)化。
如圖8所示，位同步電路的動(dòng)作，根據(jù)同步模式切換信號(hào)MODE被劃分成初期相位決定模式期間T1和相位跟蹤模式期間T2。
同步模式的切換定時(shí)，根據(jù)控制部28中設(shè)定的控制參數(shù)而在每個(gè)系統(tǒng)中是可變的。在用戶連接裝置10連接到PON系統(tǒng)時(shí)執(zhí)行的測(cè)距過(guò)程中，控制部28測(cè)量每個(gè)用戶連接裝置的信號(hào)傳播時(shí)間，并將其存儲(chǔ)，所以，在把發(fā)送時(shí)間帶分配給各用戶連接裝置時(shí)，能夠按照±數(shù)位的精度來(lái)預(yù)測(cè)突發(fā)數(shù)據(jù)的接收定時(shí)。
在初期相位決定方式期間T1中，由初期相位決定部利用n相時(shí)鐘來(lái)檢測(cè)出0位和1位交替出現(xiàn)的前導(dǎo)的數(shù)據(jù)變化點(diǎn)，在內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)鐘的每2個(gè)周期，就決定同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)和數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)。在此，被決定的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)按照預(yù)先指定的、與內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)鐘的N個(gè)周期(N為4以上的整數(shù))相當(dāng)?shù)闹芷讦1被平均化，作為最佳的相位編號(hào)…φh、φi、φj輸出。這時(shí)，同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)也被平均化后，從初期相位決定部輸出。以下把由初期相位決定部決定的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)和同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)合起來(lái)稱為初期相位信息。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，在上述n相時(shí)鐘之外，另行生成具有內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率fo的m相的時(shí)鐘，利用從m相時(shí)鐘中選擇出的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φf(shuō)，對(duì)接收突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行再定時(shí)。適用于接收突發(fā)數(shù)據(jù)再定時(shí)的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φf(shuō)，是以從初期相位決定部輸出的最佳數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)為基準(zhǔn)，從m相時(shí)鐘之中選擇的。
通過(guò)把相位數(shù)設(shè)定為m＞n，即可使MN30-1的相位差比適用于接收突發(fā)數(shù)據(jù)的相位跟蹤的m相時(shí)鐘MN30-1大。其中，相位數(shù)也可以是n＝m。而且，在m相時(shí)鐘和n相時(shí)鐘的相數(shù)不同的情況下，從初期相位決定部輸出的最佳數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)PH1、和同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)PH2，利用m和n的相關(guān)而分別變換成m相時(shí)鐘所對(duì)應(yīng)的相位編號(hào)。
當(dāng)按照同步模式切換信號(hào)MODE當(dāng)成為相位跟蹤模式期間T2時(shí)，根據(jù)從初期相位決定部來(lái)的最后的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)φj，使用從m相時(shí)鐘中選擇的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φf(shuō)，開(kāi)始利用相位跟蹤部進(jìn)行負(fù)載數(shù)據(jù)的再定時(shí)。
并且，在相位跟蹤模式期間T2，將與初期相位決定部輸出的最后的同步相位時(shí)鐘相對(duì)應(yīng)的m相時(shí)鐘作為初期相位，由相位跟蹤部按照預(yù)先指定的每個(gè)多數(shù)邏輯運(yùn)算周期ΔT2來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φf(shuō)的相位進(jìn)行優(yōu)化。也就是說(shuō)，相位跟蹤部以同步相位時(shí)鐘為基準(zhǔn)，檢測(cè)出輸入突發(fā)數(shù)據(jù)的變化點(diǎn)的相位超前/相位滯后，根據(jù)ΔT2(1)內(nèi)發(fā)生的相位超前/相位滯后的多數(shù)邏輯運(yùn)算結(jié)果，優(yōu)化應(yīng)適用于下一個(gè)周期ΔT2(2)的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φf(shuō)。這時(shí)，適用于下一個(gè)周期ΔT2(2)的輸入數(shù)據(jù)變化點(diǎn)的位超前/相位滯檢測(cè)的時(shí)鐘相位也被優(yōu)化。
在以下的說(shuō)明中，特別把在相位跟蹤部中的輸入數(shù)據(jù)相位變動(dòng)的檢測(cè)中適用的(同步相位時(shí)鐘)定義為“相位檢測(cè)時(shí)鐘”。相位跟蹤部在每個(gè)多數(shù)邏輯運(yùn)算周期ΔT2中，利用由前一周期的相位跟蹤而更新的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φf(shuō)和相位檢測(cè)時(shí)鐘，反復(fù)進(jìn)行輸入突發(fā)數(shù)據(jù)的再定時(shí)動(dòng)作和相位變動(dòng)的檢測(cè)動(dòng)作。
在圖8中，為了簡(jiǎn)化，取消n相時(shí)鐘和m相時(shí)鐘的區(qū)別，利用從初期相位決定部輸出的最后的最佳數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φj，來(lái)表示在最初的多數(shù)邏輯運(yùn)算周期ΔT2(1)中適用的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φf(shuō)。數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φf(shuō)(φj)按照周期ΔT2(1)中的多數(shù)邏輯運(yùn)算結(jié)果，如現(xiàn)狀維持φj(even)、相位超前φj(up)、相位滯后φj(down)那樣進(jìn)行修正，成為下一個(gè)周期ΔT2(2)的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φf(shuō)(φk)。
數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φf(shuō)(φk)根據(jù)周期ΔT2(2)中的多數(shù)邏輯運(yùn)算結(jié)果，如φk(even)、φk(up)、φk(dowN)那樣進(jìn)行修正，進(jìn)一步變成以下周期ΔT2(3)的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φf(shuō)(φ1)。
圖9表示采用同步模式切換信號(hào)MODE的模式切換定時(shí)。
控制部28如圖9(B)所示，在推定的最超前相位的突發(fā)數(shù)據(jù)被輸入時(shí)的前導(dǎo)期間的結(jié)束定時(shí)，發(fā)生同步模式切換信號(hào)MODE。在按理想的相位輸入了突發(fā)數(shù)據(jù)的情況下，如圖9(A)所示，在接收前導(dǎo)期間的最后部分之前切換同步模式而輸入了推定的最滯后相位的突發(fā)數(shù)據(jù)的情況下，如圖9(C)所示，在相位跟蹤方式期間T2的剛開(kāi)始之后，剩余相當(dāng)量的前導(dǎo)接收期間。
圖1是表示本發(fā)明的位同步電路23的一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)框圖。
本實(shí)施方式的位同步電路23具有多相時(shí)鐘生成部100，用于從頻率fo的裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘CL中生成n相時(shí)鐘和m相時(shí)鐘；初期相位決定部101和相位跟蹤部102，分別輸入從光電變換部22來(lái)的突發(fā)數(shù)據(jù)；時(shí)鐘切換部105，用于把數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘和相位檢測(cè)時(shí)鐘的相位動(dòng)態(tài)地切換到最佳相位；以及存儲(chǔ)部106，用于對(duì)按照上述數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘由相位跟蹤部102再定時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖存儲(chǔ)，并按照裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘CL輸出。
時(shí)鐘切換部105具有指針部103，其根據(jù)從初期相位決定部101輸出的初期相位信息(PH1、PH2)和從相位跟蹤部102輸出的相位校正信號(hào)，生成時(shí)鐘選擇控制信號(hào)(SEL1、SEL2)；以及時(shí)鐘選擇部104，根據(jù)上述時(shí)鐘選擇控制信號(hào)，從由多相時(shí)鐘生成部100輸出的m相時(shí)鐘中，選擇出應(yīng)供給到相位跟蹤部102的最佳的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘和相位檢測(cè)時(shí)鐘。
在此，由多相時(shí)鐘生成部100生成的n相時(shí)鐘，如圖7說(shuō)明的那樣，是把頻率fo的內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)鐘的相位各延遲1/n而得到的，例如是由時(shí)鐘φ0～時(shí)鐘φ15構(gòu)成的16相時(shí)鐘。另一方面，m相時(shí)鐘是將頻率fo的內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)鐘CL的相位各延遲1/m而得到的時(shí)鐘，例如是比n相時(shí)鐘多的32相時(shí)鐘。其中，n、m值是任意值，也可以是n＝8，m＝16。在以下的說(shuō)明中，n相時(shí)鐘按相位順序用時(shí)鐘φ0～時(shí)鐘φ(n-1)表示，m相時(shí)鐘按相位順序用時(shí)鐘φ0～時(shí)鐘φ(m-1)表示。。
初期相位決定部101包括數(shù)據(jù)取樣部111，其對(duì)從多相時(shí)鐘生成部100輸出的n相的時(shí)鐘φ0～時(shí)鐘φ(n-1)的上升沿接收突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行閂鎖，作為與最大延遲相位時(shí)鐘φ(n-1)進(jìn)行了相位匹配的n系統(tǒng)的數(shù)據(jù)串進(jìn)行輸出；邊緣檢測(cè)部112，用于從上述n系統(tǒng)的數(shù)據(jù)串中檢測(cè)出與接收數(shù)據(jù)的變化點(diǎn)(脈沖的前沿或后沿)相同步的相位時(shí)鐘，把同步相位時(shí)鐘的識(shí)別符(相位編號(hào))和脈沖沿的種類作為檢測(cè)信息輸出；最佳相位判斷部113，把內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)鐘CL的2個(gè)周期(2T0)作為單位期間，存儲(chǔ)從邊沿檢測(cè)部112輸出的檢測(cè)信息，在每個(gè)單位期間2T0解析上述檢測(cè)信息，來(lái)決定最佳的同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)和數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)；最佳相位平均化部114，存儲(chǔ)從最佳相位判斷部113輸出的同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)和數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)，在圖8說(shuō)明的每個(gè)平均化周期ΔT1進(jìn)行平均化，作為初期相位信息(數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)PH1和同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)PH2)輸出。
最佳相位平均化部114，例如也可以分別用加法器依次對(duì)從最佳相位判斷部113在每個(gè)單位期間2T0周期性地輸出的同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)和數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算，在預(yù)先設(shè)定的平均化周期ΔT1用加法運(yùn)算次數(shù)來(lái)除加法運(yùn)算結(jié)果，也可以存儲(chǔ)預(yù)先設(shè)定的平均化個(gè)數(shù)的相位編號(hào)，在每個(gè)平均化周期ΔT1執(zhí)行相位編號(hào)的加法運(yùn)算和除法運(yùn)算。
相位跟蹤部102由接收數(shù)據(jù)再定時(shí)部120、相位比較部121和多數(shù)邏輯判斷部122構(gòu)成。
按收數(shù)據(jù)再定時(shí)部120利用從時(shí)鐘選擇部104供給的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的上升沿對(duì)接收突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行閂鎖，作為被再定時(shí)的突發(fā)數(shù)據(jù)輸出到存儲(chǔ)部106。這時(shí)，數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘作為再定時(shí)時(shí)鐘提供給存儲(chǔ)部106。被再定時(shí)的突發(fā)數(shù)據(jù)按照上述再定時(shí)時(shí)鐘來(lái)寫(xiě)入到存儲(chǔ)部106，與裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘CL同步地讀取。
相位比較部121與上述接收突發(fā)數(shù)據(jù)再定時(shí)部120的動(dòng)作并行地比較從時(shí)鐘選擇部104供給的相位檢測(cè)時(shí)鐘和接收突發(fā)數(shù)據(jù)的變化點(diǎn)，輸出對(duì)應(yīng)于比較結(jié)果的相位校正信號(hào)(相位超前up、相位滯后down)。多數(shù)邏輯判斷部122在圖8中說(shuō)明的規(guī)定周期ΔT2、按信號(hào)分別對(duì)從相位比較部121輸出的相位校正信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，輸出按照多數(shù)邏輯決定的相位校正信號(hào)。
如上述那樣，在通過(guò)光纖11傳輸?shù)墓庑盘?hào)中，有可能發(fā)生脈沖寬度失真，在前導(dǎo)的接收期間內(nèi)，由邊緣檢測(cè)部112檢測(cè)的數(shù)據(jù)變化點(diǎn)的間隔不一定始終恒定。為了使對(duì)具有脈沖寬度失真的接收數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位余量達(dá)到最大，基本上如圖7說(shuō)明的那樣，將位于在時(shí)間軸上鄰接的前后2個(gè)變化點(diǎn)檢測(cè)出的第1、第2同步相位的中點(diǎn)的相位作為同步相位即可。
并且，根據(jù)事先推定的脈沖寬度失真和重疊在輸入數(shù)據(jù)上的跳動(dòng)量，能夠預(yù)先估計(jì)在時(shí)間軸上鄰接出現(xiàn)的2個(gè)變化點(diǎn)的間隔的最小值。所以，在由邊緣檢測(cè)部112檢測(cè)出的鄰接變化點(diǎn)的間隔未達(dá)到上述最小值的情況下，可以看作是檢測(cè)出了由噪聲引起的錯(cuò)誤的變化點(diǎn)，最佳相位判斷部113使從邊緣檢測(cè)部112輸出的同步相位時(shí)鐘的識(shí)別結(jié)果無(wú)效，這樣能夠提高抗噪聲能力。
即使在其在時(shí)間軸上鄰接出現(xiàn)的2個(gè)變化點(diǎn)的間隔沒(méi)有達(dá)到根據(jù)脈沖寬度失真而預(yù)先估計(jì)的第1最小值的情況下，在其比根據(jù)脈沖寬度失真和最大跳動(dòng)而估計(jì)的更小的第2最小值大時(shí)，把變化點(diǎn)間隔和第1最小值的差分判斷為跳動(dòng)起因量。在此情況下，也可以假定跳動(dòng)所造成的變化點(diǎn)的位移相對(duì)于正常變化點(diǎn)形成正態(tài)分布，由最佳相位判斷部113對(duì)從邊緣檢測(cè)部112輸出的同步相位時(shí)鐘的相位進(jìn)行校正，使其成為跳動(dòng)正態(tài)分布的中心相位。利用這樣的校正處理，能夠減小跳動(dòng)重疊所引起的同步相位時(shí)鐘的判斷誤差。
圖10表示邊緣檢測(cè)部112的同步相位檢測(cè)結(jié)果和最佳相位判斷部113的判斷結(jié)果的關(guān)系。在此，表示邊緣檢測(cè)部112使用16相時(shí)鐘，在內(nèi)部基準(zhǔn)時(shí)鐘CL的2個(gè)周期T01、T02內(nèi)檢測(cè)出了在事件例中表示的接收數(shù)據(jù)變化時(shí)、由最佳相位判斷部113輸出的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位φL和同步相位時(shí)鐘的φs的例子。
第一種情況是在第2周期T02中檢測(cè)出的邊緣數(shù)為0的情況。最佳相位判斷部113選擇用現(xiàn)有的判斷周期決定的相位，作為數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φL、同步相位時(shí)鐘Φs。
第二種情況是在第2周期T02內(nèi)檢測(cè)出的邊緣數(shù)為1個(gè)的情況。若在第1周期T01檢測(cè)出的邊緣數(shù)為0，則最佳相位判斷部113采用邊緣檢測(cè)部112這次檢測(cè)出的同步相位φ作為同步相位時(shí)鐘的相位φS，選擇與同步相位φ差n/2(這里n＝16)的相位(φ+8)作為數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位φL。在第二種情況下，在第1周期T01檢測(cè)的邊緣數(shù)為1個(gè)或2個(gè)時(shí)，最佳相位判斷部113根據(jù)邊緣檢測(cè)部112在第1周期T01最后檢測(cè)的同步相位φ(1st)、和在第2周期T02檢測(cè)的同步相位φ(2nd)之間的距離，單獨(dú)決定同步相位時(shí)鐘的相位φs。在此情況下，作為數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φL，選擇與φ(1st)和φ(2nd)的中間相位處相差n/2的相位[φ(1st)+φ(2nd)]/2+8。
三種情況是在第2周期T02檢測(cè)出的邊緣數(shù)為2個(gè)的情況。此時(shí)，最佳相位判斷部113采用的方法是不管第1周期T01中的邊緣數(shù)如何，均把由邊緣檢測(cè)部112在第2周期T02檢測(cè)出的2個(gè)同步相位作為φ(1st)、φ(2nd)，和在第二情況中的第1周期T01檢測(cè)出的邊緣數(shù)為1個(gè)或者2個(gè)的情況一樣來(lái)決定同步相位時(shí)鐘的相位φs。作為數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘φL，選擇φ(1st)和φ(2nd)的中間相位[φ(1st)+φ(2nd)]/2。
各用戶連接裝置10的突發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間帶，由局側(cè)裝置1A的控制部28來(lái)指定?？刂撇?8利用預(yù)先測(cè)量的每個(gè)用戶連接裝置的信號(hào)傳播時(shí)間，能夠以相當(dāng)高的精度預(yù)測(cè)出各突發(fā)數(shù)據(jù)的接收定時(shí)。所以，控制部28能夠利用同步模式切換信號(hào)MODE，在突發(fā)數(shù)據(jù)的接收開(kāi)始定時(shí)起動(dòng)初期相位決定部101，基本上可以在負(fù)載接收之前停止初期相位決定部101的動(dòng)作，并起動(dòng)相位跟蹤部102。從初期相位決定部模式向相位跟蹤模式切換的定時(shí)，能夠考慮預(yù)計(jì)的負(fù)載的接收定時(shí)精度、前導(dǎo)部的位數(shù)、初期相位決定部101內(nèi)的最佳相位平均化部114中的平均化次數(shù)等，可以對(duì)每個(gè)系統(tǒng)分別進(jìn)行優(yōu)化。
在圖1所示的實(shí)施方式中，當(dāng)從初期相位決定模式向相位跟蹤模式切換時(shí)，利用同步模式切換信號(hào)MODE還能切換指針部103的動(dòng)作模式。在初期相位決定部101的動(dòng)作中，指針部103從初期相位決定部101接收數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)和同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)，把這些相位編號(hào)作為偏置值(標(biāo)準(zhǔn)值)，生成時(shí)鐘選擇控制信號(hào)SEL1、SEL2，控制著時(shí)鐘選擇部104。
指針部103例如圖11所示，包括數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘控制電路400A和相位檢測(cè)時(shí)鐘控制電路400B?？刂齐娐?00A和400B在結(jié)構(gòu)上是相同的，由相位超前/相位滯后計(jì)數(shù)器401(401A或401B)、和選擇控制信號(hào)生成電路402(402A或402B)構(gòu)成。
2個(gè)控制電路400A和400B的不同在于，向相位超前/相位滯后計(jì)數(shù)器401供給的初期相位編號(hào)信息的種類，向控制電路400A的相位超前/相位滯后計(jì)數(shù)器401A，輸入從初期相位決定部101輸出的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)PH1；向控制電路400B的相位超前/相位滯后計(jì)數(shù)器401B，輸入從初期相位決定部101輸入的同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)PH2。
向各相位超前/相位滯后計(jì)數(shù)器401，除了輸入初期相位編號(hào)外，還輸入同步模式切換信號(hào)MODE和從相位跟蹤部102輸出的相位校正信號(hào)(相位超前/相位滯后/相位保持)。在同步模式切換信號(hào)表示初期相位決定模式的期間，各相位超前/相位滯后計(jì)數(shù)器401把作為初期相位信號(hào)輸入的相位編號(hào)設(shè)置到計(jì)數(shù)器中。在初期相位決定模式時(shí)，忽略相位校正信號(hào)(相位超前/相位滯后/相位保持)，不進(jìn)行相位編號(hào)的加/減。所以，作為初期相位編號(hào)輸入的相位編號(hào)成為計(jì)數(shù)值，通知到選擇控制信號(hào)生成電路402。
若把同步信號(hào)切換到相位跟蹤模式上，則各相位超前/相位滯后計(jì)數(shù)器401忽略其后的初始相位編號(hào)的變化，根據(jù)從相位跟蹤部102提供的相位校正信號(hào)(相位超前/相位滯后/相位保持)，進(jìn)行計(jì)數(shù)值的升/降計(jì)數(shù)動(dòng)作(減、加或保持當(dāng)前值)。
相位跟蹤模式中的相位編號(hào)的計(jì)數(shù)動(dòng)作，按多數(shù)邏輯運(yùn)算周期ΔT2重復(fù)進(jìn)行。由相位超前/相位滯后計(jì)數(shù)器401A、401B更新的計(jì)數(shù)值(相位編號(hào))，分別輸出到選擇控制信號(hào)生成電路402A、402B。選擇控制信號(hào)生成電路402A、402B根據(jù)更新后的計(jì)數(shù)值，變更各個(gè)時(shí)鐘選擇控制信號(hào)SEL1、SEL2。時(shí)鐘選擇部104從多相時(shí)鐘生成部100發(fā)生的m相時(shí)鐘中，根據(jù)時(shí)鐘選擇控制信號(hào)(相位編號(hào))SEL1、SEL2來(lái)選擇出數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘和相位檢測(cè)時(shí)鐘，供給到相位跟蹤部102的相位比較部121。
圖12表示輸入突發(fā)數(shù)據(jù)的波形、與由相位跟蹤部102的相位比較部121輸出的相位判斷結(jié)果(相位超前/相位滯后)的關(guān)系。
本實(shí)施方式的相位比較部121如圖12(B)所示，以相位檢測(cè)時(shí)鐘的2個(gè)周期為單位，把這2個(gè)周期按照1/2周期劃分成以下4個(gè)區(qū)(1)“φ(n)-π”～“φ(n)”、(2)“φ(n)”～“φ(n)+π”、(3)“φ(n)+π”～“φ(n+1)”、(4)“φ(n+1)”～“φ(n+1)+π”，根據(jù)接收突發(fā)數(shù)據(jù)的變化點(diǎn)出現(xiàn)在上述區(qū)(1)～(4)中的哪一處，來(lái)判定相位檢測(cè)時(shí)鐘和接收突發(fā)數(shù)據(jù)的相位關(guān)系。圖12(c)表示理想的輸入數(shù)據(jù)相位。相位跟蹤部102實(shí)際接收的負(fù)載數(shù)據(jù)如圖12(A)所示，有可能與理想的輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生相位偏差。
圖13表示輸入突發(fā)數(shù)據(jù)中發(fā)生的邊沿(信號(hào)變化點(diǎn))位置、與從相位比較部121中輸出的相位判定結(jié)果之間關(guān)系的相位超前/相位滯后判斷邏輯的一例。
相位比較部121為了使數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位適合于接收突發(fā)數(shù)據(jù)的相位變化，根據(jù)上述相位超前/相位滯后判斷邏輯，判斷出應(yīng)當(dāng)使相位檢測(cè)時(shí)鐘比現(xiàn)在的相位超前(up)，還是滯后(down)，向多數(shù)邏輯運(yùn)算部122輸出相位超前信號(hào)或者相位滯后信號(hào)。例如，情況1相當(dāng)于圖12的編號(hào)11的判斷邏輯，情況2相當(dāng)于編號(hào)4的判斷邏輯。其他情況，相當(dāng)于圖13的某一個(gè)判斷邏輯。
如上所述，可能有這樣的情況，即輸入數(shù)據(jù)中發(fā)生脈沖寬度失真，邏輯“1”的脈沖寬度小于相位檢測(cè)時(shí)鐘的1/2周期寬度(圖12的區(qū)寬)。按照?qǐng)D13的判斷邏輯，這樣極細(xì)的脈沖成為判斷對(duì)象以外。而且，從相位比較部121的相位判斷結(jié)果的輸出，既可以是相位檢測(cè)時(shí)鐘的每1個(gè)周期，也可以是每2個(gè)周期。
圖14表示相位跟蹤部102的多數(shù)邏輯判斷部122的一個(gè)實(shí)施方式。
多數(shù)邏輯判斷部122按照預(yù)先指定的多數(shù)邏輯運(yùn)算周期(ΔT2)、對(duì)從相位比較部121接收的相位判斷結(jié)果(相位超前/相位滯后)取多數(shù)邏輯，把該結(jié)果作為表示相位超前/相位滯后/保持現(xiàn)在相位的相位校正信號(hào)輸出到指針部103內(nèi)。
多數(shù)邏輯判斷部122具有相位超前次數(shù)計(jì)數(shù)器500，對(duì)從相位比較器121輸出的相位超前信號(hào)的接收次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；相位滯后次數(shù)計(jì)數(shù)器501，對(duì)從相位比較器121中輸出的相位滯后信號(hào)的接收次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)；相位超前次數(shù)計(jì)數(shù)值寄存器502，存儲(chǔ)相位超前次數(shù)計(jì)數(shù)器500的計(jì)數(shù)值；相位滯后計(jì)數(shù)值寄存器503，存儲(chǔ)相位滯后計(jì)數(shù)器501的計(jì)數(shù)值；多數(shù)邏輯周期(ΔT2)控制電路504；以及比較電路505，比較寄存器502和503的值。
多數(shù)邏輯周期(ΔT2)控制電路504按照從外部提供的多數(shù)邏輯周期設(shè)定信號(hào)所指定的多數(shù)邏輯周期(ΔT2)，復(fù)位計(jì)數(shù)器500、501的計(jì)數(shù)值，并指示比較電路505進(jìn)行運(yùn)算。相位超前次數(shù)計(jì)數(shù)器500和相位滯后次數(shù)計(jì)數(shù)器501分別對(duì)從相位比較部121接收的相位超前信號(hào)、相位滯后信號(hào)，利用脈動(dòng)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器500、501所示的計(jì)數(shù)值在每次更新時(shí)都被保存到寄存器502、503。比較電路505按照由控制電路504指示的定時(shí)，比較寄存器502、503表示的相位超前計(jì)數(shù)值UP和相位滯后計(jì)數(shù)值DW，輸出與比較結(jié)果(UP＞DW、UP＜DW、UP＝DW)對(duì)應(yīng)的相位校正信號(hào)(相位超前/相位滯后/相位保持)。
若采用上述位同步電路23，則可以看出，從時(shí)鐘選擇部104供給到相位跟蹤部102的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘，跟蹤接收突發(fā)數(shù)據(jù)的相位變動(dòng)，按周期ΔT2進(jìn)行優(yōu)化，接收數(shù)據(jù)再定時(shí)部120利用上述數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘能夠正確地識(shí)別負(fù)載的1、0狀態(tài)。由接收數(shù)據(jù)再定時(shí)部120進(jìn)行了再定時(shí)的突發(fā)數(shù)據(jù)(負(fù)載)，按照裝置內(nèi)的基準(zhǔn)時(shí)鐘從存儲(chǔ)部106中讀取，所以能夠?qū)崿F(xiàn)可對(duì)應(yīng)接收脈沖串的相位變動(dòng)的位同步。
而且，存儲(chǔ)部106的容量，可根據(jù)在PON區(qū)間估計(jì)的相位變動(dòng)量和最大突發(fā)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，在每個(gè)系統(tǒng)中決定即可。此外，在同步模式切換信號(hào)MODE為相位跟蹤模式的期間，停止初期相位決定部101(數(shù)據(jù)取樣部111、邊緣檢測(cè)部112、最佳相位判斷部113和最佳相位平均化部114)的動(dòng)作，由此可減小消耗電流。
從以上的實(shí)施方式中可以看出，本發(fā)明的位同步電路具有初期相位決定部和相位跟蹤部，利用同步模式切換信號(hào)有選擇地使這些功能部工作。若采用本發(fā)明，在輸入數(shù)據(jù)相位不明的狀態(tài)下開(kāi)始的突發(fā)數(shù)據(jù)的前導(dǎo)接收期間，利用初期相位決定部按照考慮了脈沖寬度失真的形式動(dòng)態(tài)地(離散地)決定數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘相位，在輸入數(shù)據(jù)相位已確定的突發(fā)數(shù)據(jù)的負(fù)載接收期間，利用相位跟蹤部的相位跟蹤，能夠按規(guī)定周期來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘相位進(jìn)行優(yōu)化，所以，能夠進(jìn)行接收突發(fā)數(shù)據(jù)的高速的牽入同步和抗噪聲的相位跟蹤。
并且，為了從多相時(shí)鐘中選擇具有適于接收數(shù)據(jù)識(shí)別的相位的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘，或者選擇出與接收數(shù)據(jù)的變化點(diǎn)同步的相位檢測(cè)時(shí)鐘，需要比較大規(guī)模的邏輯電路。若采用本發(fā)明的構(gòu)成，利用雙邊緣檢測(cè)限定在初期相位決定時(shí)進(jìn)行時(shí)鐘相位的選擇動(dòng)作即可，所以，能夠減小位同步電路的消耗功率。并且，本發(fā)明的位同步電路采用了多相時(shí)鐘選擇方式，所以，如采用多相數(shù)據(jù)選擇方式時(shí)那樣，不必對(duì)接收數(shù)據(jù)的相位變化所引起的數(shù)據(jù)缺漏或重復(fù)而采取對(duì)策。
權(quán)利要求
1.一種位同步電路，對(duì)由前導(dǎo)和負(fù)載構(gòu)成的接收突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行再定時(shí)，使其成為與裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘同步的數(shù)據(jù)，其特征在于，包括多相時(shí)鐘生成部，按照與上述裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘相同的周期來(lái)生成相位互不相同的多相時(shí)鐘；初期相位決定部，在突發(fā)數(shù)據(jù)的前導(dǎo)接收期間內(nèi)，使用上述多相時(shí)鐘來(lái)檢測(cè)接收信號(hào)的變化點(diǎn)，輸出包含與變化點(diǎn)同步的時(shí)鐘的相位編號(hào)的初期相位信息；時(shí)鐘切換部，把數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘和相位檢測(cè)時(shí)鐘切換為最佳相位的時(shí)鐘；相位跟蹤部，在突發(fā)數(shù)據(jù)的負(fù)載接收期間內(nèi)，根據(jù)上述數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘把接收數(shù)據(jù)變換成再定時(shí)數(shù)據(jù)，并且，以上述相位檢測(cè)時(shí)鐘作為基準(zhǔn)，判斷接收數(shù)據(jù)的信號(hào)變化點(diǎn)的相位超前/相位滯后，輸出與判斷結(jié)果相對(duì)應(yīng)的相位補(bǔ)償信號(hào)；以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，暫時(shí)存儲(chǔ)從上述相位跟蹤部輸出的再定時(shí)數(shù)據(jù)，作為與上述裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘同步的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出；上述時(shí)鐘切換部根據(jù)從上述初期相位決定部輸出的初期相位信息，從上述多相時(shí)鐘中選擇應(yīng)供給上述相位跟蹤部的最初的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘和相位檢測(cè)時(shí)鐘，然后，根據(jù)從上述相位跟蹤部輸出的相位校正信號(hào)，把應(yīng)供給上述相位跟蹤部的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘和相位檢測(cè)時(shí)鐘切換為最佳相位的時(shí)鐘。
2.如權(quán)利要求1所述的位同步電路，其特征在于，上述時(shí)鐘切換部包括指針部，根據(jù)從上述初期相位決定部輸出的初期相位信息、和從上述相位跟蹤部輸出的相位校正信號(hào)，生成時(shí)鐘選擇控制信號(hào)；以及時(shí)鐘選擇部，根據(jù)上述時(shí)鐘選擇控制信號(hào)，從由上述多相時(shí)鐘生成部生成的多相時(shí)鐘中，選擇應(yīng)供給上述相位跟蹤部的最佳的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘和相位檢測(cè)時(shí)鐘。
3.如權(quán)利要求1或2所述的位同步電路，其特征在于，上述相位跟蹤部包括接收數(shù)據(jù)再定時(shí)部，根據(jù)上述數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘，把接收數(shù)據(jù)變換成再定時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出；相位比較部，以相位檢測(cè)時(shí)鐘為基準(zhǔn)，判斷接收數(shù)據(jù)的信號(hào)變化點(diǎn)的相位超前/相位滯后，并輸出判斷結(jié)果；以及多數(shù)邏輯判斷部，在每個(gè)規(guī)定期間對(duì)從上述相位比較部輸出的判斷結(jié)果進(jìn)行多數(shù)邏輯判斷，發(fā)生用于對(duì)上述相位檢測(cè)時(shí)鐘進(jìn)行最優(yōu)化的相位補(bǔ)償信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的位同步電路，其特征在于，上述初期相位決定部包括數(shù)據(jù)取樣部，利用由上述多相時(shí)鐘生成部生成的多相時(shí)鐘，對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行取樣，將取樣結(jié)果作為相位被重排的多相數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出；邊緣檢測(cè)部，根據(jù)從上述數(shù)據(jù)取樣部輸出的多相數(shù)據(jù)，檢測(cè)出接收信號(hào)的變化點(diǎn)，輸出與信號(hào)變化點(diǎn)同步的時(shí)鐘的相位編號(hào)；最佳相位判斷部，根據(jù)從上述邊緣檢測(cè)部輸出的相位編號(hào)，按照規(guī)定周期來(lái)決定接收信號(hào)的變化點(diǎn)同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)、和最佳的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)；以及最佳相位平均化部，分別在每個(gè)規(guī)定周期，對(duì)從上述最佳相位判斷部輸出的同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)和最佳的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)進(jìn)行平均化，并作為上述初期相位信息進(jìn)行輸出。
5.如權(quán)利要求4所述的位同步電路，其特征在于，上述最佳相位判斷部，以上述裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘的2個(gè)周期為單位期間，根據(jù)在各單位期間內(nèi)從上述邊緣檢測(cè)部輸出的信號(hào)變化點(diǎn)的相位編號(hào)，來(lái)決定上述同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)和最佳的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的位同步電路，其特征在于，上述邊緣檢測(cè)部輸出接收信號(hào)的變化點(diǎn)的種類、和與信號(hào)變化點(diǎn)同步的時(shí)鐘的相位編號(hào)；上述最佳相位判斷部，把與上述接收信號(hào)中出現(xiàn)的脈沖的前沿對(duì)應(yīng)的相位編號(hào)作為上述同步相位時(shí)鐘的相位編號(hào)，根據(jù)與在時(shí)間軸上鄰接的2個(gè)變化點(diǎn)對(duì)應(yīng)的2個(gè)相位編號(hào)，來(lái)決定上述最佳數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘的相位編號(hào)。
7.如權(quán)利要求1～6中的任一項(xiàng)所述的位同步電路，其特征在于，上述多相時(shí)鐘生成部，生成與上述裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘周期相同而相位互不相同的n相時(shí)鐘、和與上述裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘周期相同而相位互不相同的m相時(shí)鐘；上述初期相位決定部使用上述n相時(shí)鐘來(lái)檢測(cè)接收信號(hào)的變化點(diǎn)；上述時(shí)鐘切換部從上述m相時(shí)鐘中選擇應(yīng)供給上述相位跟蹤部的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘和相位檢測(cè)時(shí)鐘，其中，m≥n。
8.如權(quán)利要求1～7中的任一項(xiàng)所述的位同步電路，其特征在于，利用同步模式切換信號(hào)來(lái)切換上述初期相位決定部的工作期間和上述相位跟蹤部的工作期間。
9.如權(quán)利要求8所述的位同步電路，其特征在于，上述同步模式切換信號(hào)，在接收各突發(fā)數(shù)據(jù)前起動(dòng)上述初期相位決定部后，按照接收預(yù)計(jì)的最超前相位的突發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)的前導(dǎo)結(jié)束定時(shí)，從上述初期相位決定部的工作期間切換到上述相位跟蹤部的工作期間。
全文摘要
提供一種位同步電路，其具有初期相位決定部(101)，在位于突發(fā)數(shù)據(jù)先頭部的前導(dǎo)接收期間內(nèi)，從具有與裝置內(nèi)基準(zhǔn)時(shí)鐘(CL)同一頻率的多相時(shí)鐘中，高速地決定與接收突發(fā)數(shù)據(jù)相同步的相位的時(shí)鐘；以及相位跟蹤部(102)，把由初期相位決定部決定的同步相位時(shí)鐘作為初期相位，在突發(fā)數(shù)據(jù)的負(fù)載接收期間內(nèi)，使同步相位時(shí)鐘跟蹤接收數(shù)據(jù)的相位變化。利用與上述同步相位時(shí)鐘具有規(guī)定的相位關(guān)系的數(shù)據(jù)讀入時(shí)鐘，對(duì)突發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行再定時(shí)，并與基準(zhǔn)時(shí)鐘(CL)同步地輸出。
文檔編號(hào)H04L7/10GK1909442SQ20061000582
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月3日
發(fā)明者矢島祐輔, 加澤徹, 蘆賢浩 申請(qǐng)人:日立通訊技術(shù)株式會(huì)社